دانلود مقاله جنگلداری در مناطق خشک

مقدمه

نیمی از کشورهای جهان به طور کلی یا جزئی در مناطق خشک و نیمه خشک قرار دارند. این مناطق، با حاشیه های نیمه مرطوب یا به اصطلاح دیمزارهای خود، مجموعا حدود چهل و پنج میلیون کیلومتر مربع یا یک سوم مجموع زمینهای دنیا را در بر می گیرند. آسیبهای بوم شناختی در این مناطق چنان افزایش یافته که زنگهای خطر را به صدا در آورده و زندگی هشتصد و پنجاه میلیون نفر ساکنان این مناطق را تهدید می کند.

مداخله بشر از طریق عملیات کنترل یا به کارگیری سیستمهای مناسب استفاده از اراضی، می تواند این روند را متوقف کند و در نهایت، فرایند تخریب را دگرگون سازد. مفهوم، تدوین و اعمال این گونه مداخلات می بایست مبتنی بر دانش صحیح و درک درست از عوامل انسانی بوم شناختی و اقتصادی درگیر در هر وضعیت خاص باشد. همچنین، کارکنان میدانی باید به موازات پیشرفتهای تکنولوژیک رشد کنند.

فصل 1

محیطهای خشک

1- مفهوم خشکی

محیطهای خشک از نظر شکل زمین، خاک، گونه های گیاهی و جانوری، بیلان آبی و فعالیتهای انسانی، فوق العاده متنوع اند. به همین علت، نمی توان هیچ گونه تعریف عملی از محیطهای خشک به دست داد. اما به هر حال، یک عنصر مشترک در تمامی مناطق خشک، خشک بودن آن است.

خشکی معمولا به عنوان تابعی از بارندگی و درجه حرارت تعریف می شود. از جمله شاخصهای مفید برای بیان خشکی، شاخص خشکی اقلیمی است:     

که در آن P نشانگر بارندگی و ETP نشانگر میزان تبخیر و تعرق بالقوه است که توسط روش«پنمن» با در نظر گرفتن رطوبت هوا، میزان تشعشع خورشید و میزان باد محاسبه می شود.

به وسیله این شاخص، می توان مناطق خشک را به سه دسته تقسیم کرد: فوق العاده خشک، خشک، نیمه خشک. از مجموع اراضی سراسر دنیا، زمینهای فوق العاده خشک 2/4 درصد، زمینهای خشک 6/14 درصد و اراضی نیمه خشک 2/12 درصد را در برگرفته اند. بنابراین، در حدود یک سوم مساحت زمینهای دنیا، جزو اراضی خشک محسوب می شود.

مناطق فوق العاده خشک(شاخص خشکی 03/0) عبارت است از مناطقی که در آنها پوشش گیاهی وجود ندارد، باستثناء معدودی درخچه به صورت پراکنده، و غالبا زندگی شبانی عشایری در این گونه مناطق یافت می شود. میزان بارش سالانه در این مناطق کم است و به ندرت از صد میلی متر تجاوز می کند. باران کمیاب و نامنظم است، به طوری که گاه در دوره های طولانی در چندین سال در حد صفر است.

مناطق خشک(شاخص خشکی 03/0 تا 2/0) که از ویژگیهای آن، زندگی شبانی است، و کشاورزی تنها با استفاده از آبیاری صورت می گیرد. در اکثر مناطق، پوشش گیاهی طبیعی بصورت پراکنده، شامل گراسهای یک و یا چند ساله و دیگر گونه های علفی و بوته ها و درختچه ها وجود دارد. تنوع بارندگی در این مناطق زیاد است، به طوری که میزان آن سالیانه، بین 100 تا 300 میلی متر می باشد.

مناطق نیمه خشک(شاخص خشکی 2/0 تا 5/0) در این مناطق، میزان بارندگی می تواند آب مورد لزوم برای کشاورزی با سطح تولید کمابیش ثابت را تامین کند. تولید دامپروری مبتنی بر یکجا نشینی نیز در این مناطق صورت می گیرد. پوشش گیاهی بومی این مناطق، معمولا شامل گونه هایی نظیر گراسها و شبه گراسها و فوربها و نیز گیاهان نیمه بوته ای، درختچه و درخت است. میزان بارش سالانه در این مناطق، در تابستان بین 300-600 میلی متر تا 700-800 میلی متر و در زمستان بین 200-250 تا 450-500 میلی متر است.

شرایط خشک را می توان در مناطق نیمه مرطوب نیز یافت(شاخص خشکی 5/0 تا 75/0). در مجموع، اصطلاح مناطق خشک در این کتاب به مناطق فوق العاده خشک، خشک، نیمه خشک، و نیمه مرطوب اطلاق می شود.

2- علل خشکی

خشکی، در نتیجه وجود هوای خشک فرود آینده حادث می شود. بنابراین، خشکی اغلب در مناطقی وجود دارد که در آنجا شرایط واچرخه ای حاکم باشد؛ همان گونه که در مناطق تحت شرایط واچرخه ای نواحی نیمه گرمسیر صادق است.

تاثیر واچرخه های نواحی نیمه گرمسیری بر بارندگی، در صورت وجود سطوح سرد افزایش می یابد. هوای خشک، همچنین در مناطق اطراف رشته کوههای بزرگ پدید می آید زیرا این کوهها واچرخه هایی را که از فرازشان عبور می کنند، مختل ساخته، مانع بارندگی می شوند. همچنین، گرمای زیاد سطح زمین، مانع بارندگی می شود و در نتیجه، مناطق وسیع دارای آب و هوای خشک، در فاصله دور از دریا یافت می شوند.

3- اقلیم مناطق خشک

ویژگی مناطق خشک، گرمای شدید و بارندگی پراکنده و ناکافی است در واقع نوعی ناهمگونی در آب و هوا به چشم می خورد. به طور کلی، این ناهمگونی اقلیمی در نتیجه اختلاف درجه حرارت، فصل بارندگی و درجه خشکی پدید می آید. سه گروه اصلی که از نظر اقلیمی در توصیف مناطق خشک قابل تمایزند، عبارتند از: 1- اقلیم مدیترانه ای،

2- اقلیم گرمسیری        و 3- اقلیم قاره ای.

در اقلیم مدیترانه ای، بارندگی اغلب در طول فصل پاییز و زمستان صورت می گیرد؛ تابستانها گرم و بدون بارندگی است؛ درجه حرارت زمستان معتدل است. شکل 1-1 اقلیم مدیترانه ای را نشان می دهد که در آن، فصل مرطوب از ماه اکتبر آغاز می شود و در آوریل یا ماه مه خاتمه می یابد و به دنبال آن، پنج ماه خشک فرا می رسد.

در اقلیم گرمسیری، بارندگی در طول فصل تابستان صورت می گیرد و هر چه فاصله از خط استوا بیشتر باشد، فصل بارندگی کوتاهتر و زمستان طولانی و خشک است. در«سنار» واقع در کشور سودان که نمونه منطقه ای با آب و هوای گرمسیری است، فصل از نیمه ژوئن تا پایان سپتامبر ادامه می یابد و پس از آن حدود 9 ماه فصل خشک از راه می رسد.

در اقلیم قاره ای معمولا پراکنش بارندگی در تمام طول سال یکنواخت است؛ اگر چه در تابستان بارندگی بیشتر است. در«آلیس اسپرینگز» در استرالیا میزان نزولات در هر ماه، کمتر از دو برابر میانگین درجه حرارت همان ماه است؛ از این رو فصل خشک در تمام طول سال ادامه دارد(شکل1-3).

4- بارندگی

بارانی که از جو در یک محل مشخص می بارد، یا در میان راه با درختها، درختچه ها یا دیگر رستنی ها برخورد می کند و یا به  سطح زمین می رسد و جریان آب سطحی، جریان زیر قشری و آبهای زیرزمینی را تشکیل می دهد. صرف نظر از مقدار آبی که در زمین باقی می ماند، بخش اعظم آن، در اثر تبخیر و تعرق گیاهان و تبخیر رودخانه ها و تبخیر آبهای دیگری که از جریان هرز آب سطحی، آب زیر قشری و آبهای زیرزمینی پدید آمده، همان گونه که در چرخه هیدرولوژیک شکل 1-4 نشان داده شده، در نهایت به جو بر می گردد.

پویش نسبی چرخه هیدرولوژیک در یک محل، عمدتا توسط طبیعت فضایی و زمانی الگوهای بارندگی، رژیمهای حرارتی و رطوبت جوی، خاک و مشخصه های توپوگرافی، و ویژگیهای گیاهی این مناطق تعیین می شود.

برخلاف شرایط مناطق معتدل، توزیع بارندگی در تابستان و زمستان در مناطق خشک متفاوت است. برای مثال، در شهر«رباط» واقع در مراکش، بارندگی معمولا در فصل زمستان صورت می گیرد و در ماههای گرم تابستان بارندگی وجود ندارد. از سوی دیگر، در منطقه«سنار» در کشور سودان، زمستان به صورت یک دوره بلند مدت خشک است؛ در حالی که قسمت اعظم بارندگی در ماههای تابستان صورت می گیرد. اگر چه رباط و سنار دارای میزان بارندگی یکسانی هستند، تنوع بارندگی در خور توجه و بررسی است. بارانهای زمستانی در رباط می تواند به داخل خاک نفوذ کند و به منابع آب زیرزمینی بپیوندند؛ در حالی که در بارش تابستانی در سنار، آب باران روی سطح خاک گرم می بارد و در اثر تبخیر از بین می رود. این امر هنگامی تشدید می شود که نزولات به شکل تگرگ و رگبار مختصر باشد. بنابراین، بارش موثر و مفید برای گیاهان در رباط بسیار بیشتر از سنار است.

این مثال نشان می دهد که مناطق دارای باران تابستانی، نسبت به اقلیمهای سردتر دارای باران زمستانی، بارش سالانه بیشتری نیاز دارد تا گیاهان به مقدار آب یکسانی دست یابند. با این حال گیاهان در مناطقی که در طول زمستان در دوره خواب به سر می برند، نمی توانند در این دوره استفاده کاملی از آب موجود ببرند.

در مناطق خشک میزان بارندگی همچنین در هر سال با سال دیگر متفاوت است و این موضوع را می توان به آسانی با رجوع به آمار بارندگی در یک منطقه مشخص در طول زمان تایید کرد. تفاوت بین کمترین و بیشترین میزان بارندگی ثبت شده در سالهای مختلف، می تواند مساله ای جدی و قابل توجه باشد، اگر چه معمولا دامنه آن 50± درصد میزان متوسط بارش سالانه است. میزان تنوع بارندگی ماهیانه حتی بیش از این است.

در بسیاری موارد، میزان بارندگی مورد انتظار در یک انتظار در یک مکان مشخص، با متوسط بارش سالیانه ثبت شده طی چند سال یکسان نیست. تنوع بارندگی در فعالیتهای جنگلداری اهمیت زیادی دارد؛ زیرا وقتی بارندگی کافی نباشد، گونه های جدیدا شکل گرفته با مشکل مواجه می شوند. انتخاب زمان کشت، همزمان با بارندگی، بیشترین اهمیت را در موفقیت جنگلداری داراست.

شدت بارندگی، پارامتر دیگری است که باید در نظر گرفت. زیرا ممکن است خاک قادر به جذب تمامی آب یک بارش سنگین نباشد و در نتیجه، باران به صورت هرز آب تلف شود. همچنین، آب حاصل از بارندگی با شدت کم، ممکن است در اثر تبخیر از بین برود؛ بویژه اگر بارندگی در اراضی خشک به وقوع پیوندد. شدت بارندگی را می توان با محاسبه تعداد روزهای بارانی یا ترجیحا میزان بارندگی در ساعت یا روز اندازه کرد. شدت بارندگی، همچنین با احتمال فرسایش خاک مرتبط است. می دانیم که قطرات باران از چنان نیرویی برخوردار است که می تواند خاک را جابجا کند و این امر خصوصا در مورد خاکهای سطحی صادق است. فرسایش ناشی از قطرات آب در حال بارش که به فرسایش تلاشی موسوم است، می تواند به ساختمان خاک آسیب بزند و یا آن را نابود کند. همچنین، هنگامی که شدت بارندگی به 35 میلی متر در ساعت می رسد، قدرت فرسایش آن به شدت بالا می رود. درصد بسیار بالایی از بارندگیها در مناطق گرمسیری، از شدتی بیش از این مقدار برخوردار است که اصطلاحا آن را آستانه فرسایش می نامند.

5- درجه حرارت

الگوی اقلیمی در مناطق خشک، غالبا با یک فصل خشک نسبتا«سرد» پیش از یک فصل خشک نسبتا«داغ» و در آخر، یک فصل بارانی«معتدل» مشخص می شود. به طور کلی، نوسانهای حرارتی روزانه مهمی در این فصلها به چشم می خورد. اغلب اوقات در طول فصل خشک«سرد»، درجه حرارت در روز، به 35 تا 45 درجه سانتی گراد می رسد و در شب به 10 تا 15 درجه سانتی گراد در شب تغییر کند. در بسیاری از موارد، این نوسان درجه حرارت روزانه، رشد بسیاری از گونه های گیاهی را محدود می کند.

رشد گیاهان بین حداقل و حداکثر درجه حرارت معینی امکان پذیر است. درجه حرارت بسیار بالا یا بسیار پائین، می تواند به گیاهان آسیب بزند. گیاهان در دمای بالا ممکن است دوام بیاورند، زیرا می توانند مقدار زیادی از این دما را از طریق تعرق شدید، باعث از دست رفتن سریع رطوبت خاک خواهد شد؛ اگر چه مشکلات ناشی از درجه حرارت پایین عموما در مناطق خشک کمتر به چشم می خورد، اما چنانچه در دوره های نسبتا طولانی عارض شود، می تواند باعث محدودیت رشد گیاه شود. در دمای زیر صفر درجه سانتی گراد، گیاه ممکن است از بین برود.

6- رطوبت جوی

اگر چه میزان بارندگی و درجه حرارت عوامل اصلی تعیین کننده خشکی است، عوامل دیگری نیز در این زمینه دخیل اند. رطوبت هوا برای تعادل آب موجود در خاک حائز اهمیت است. هنگامی که رطوبت خاک، بیش از رطوبت هوا باشد، آب موجود در خاک تبخیر می شود. هنگامی که رطوبت هوا بیش از خاک باشد، جهت جریان معکوس خواهد شد. رطوبت مناطق خشک معمولا کم است.

در بسیاری از مناطق، وجود شبنم و مه برای بقای گیاهان ضروری است. شبنم در نتیجه تراکم بخار آب موجود در هوا بر روی سطح برگ در طول شب پدید می آید، در حالی که مه، در اثر تعلیق ذرات ریز آب در هوا تولید می شود. آبی که به شکل مه و یا شبنم بر روی برگ جمع می شود، گهگاه می تواند از طریق روزنه ها جذب گیاه شود و یا اینکه، بر روی زمین چکیده و رطوبت خاک را بالا برد. شبنم و مه باعث افزایش رطوبت هوا می شوند و در نتیجه، تبخیر و تعرق را کاهش داده، رطوبت خاک را حفظ می کنند.

7- باد

مناطق خشک، به علت کمبود پوشش گیاهی که می تواند سبب کاهش جابجایی هوا شود، نوعا باد خیزاند. بادها، هوای مرطوب را در اطراف گیاهان و خاک به حرکت در می آورد و در نتیجه، میزان تبخیر و تعرق را افزایش می دهد.

فرسایش خاک در اثر باد در مناطقی روی می دهد که شرایط خاک، پوشش و اقلیم، مستعد این نوع فرسایش باشند. این شرایط(خاک خشک سست یا خاک ریز، سطح زمین صاف، پوشش گیاهی پراکنده، باد شدید کافی برای عمل جابجایی خاک) غالبا در مناطق خشک دیده می شود. علت اصلی فرسایش خاک در اثر باد، نبود پوشش گیاهی است. جدیدترین خسارت حاصله از ذرات خاک باد خورده، جداسازی مواد متشکله آن است. فرسایش بادی به تدریج، سیلت، رس و مواد آلی از خاک سطحی را به حرکت در می آورد و بدین ترتیب، شنهای درشت و غیرحاصلخیز بر سطح زمین باقی خواهد ماند.

غالبا شنهای سطحی خاک به صورت توده درآمده، خطری جدی برای زمینهای اطراف فراهم می آورند. بارندگی، عامل اصلی انتقال رطوبت از بخار آب موجود در هوا به زمین است. تبخیر، در واقع مکمل سیکل هیدرولوژیکی است. در بررسی مقدار باران موثر، میزان تبخیر رطوبت خاک اهمیت دارد. میزان تبخیر با بالا رفتن سرعت باد، افزایش درجه حرارت و پایین آمدن رطوبت، افزایش می یابد.

همان گونه که اشاره شد، گیاهان برای جبران گرمای شدید محیط، ناگزیر از راه تعرق واکنش نشان می دهند. تعرق باعث از دست رفتن مقدار متعنابهی از رطوبت خاک می شود. شدت تعرق به سرعت باد، رطوبت، درجه حرارت و به خود گیاه بستگی دارد. بعضی از کیاهان با محیط خشک سازگارترند و کمتر از سایر گونه ها دچار تعرق می شوند. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که ترکیب گونه های گیاهان، نقش مهمی در میزان تعرق گیاه دارد. حاصل جمع مقدار آب از دست رفته از طریق تبخیر(از خاک) و تعرق(از گیاه) را عمل تبخیر می نامند که مولفه اصلی چرخه آب است و با در نظر گرفتن آن از طریق اعمال مدیریت صحیح در اراضی می توان، رطوبت خاک را افزایش داد.

8- خاکهای مناطق خشک و اهمیت خواص خاک

خاکها از تاثیر اقلیم و گیاهان بر روی سنگ مادر در طول زمان پدید می آیند. جنبه های مهم پیدایش خاک در آب و هوای خشک عبارتند از:

- تغییرات شدید درجه حرارت طی روز که باعث خرد شدن سنگها از نظر فیزیکی یا مکانیکی می شود.

- بادها و توفانهای صحرایی حامل ذرات شن که سبب سایش و خراش سطوح سنگی می شوند.

متلاشی شدن فیزیکی سنگها، قطعات نسبتا بزرگی بر جای می گذارد؛ از این مرحله به بعد، تنها هوادیدگی شیمیایی است که می تواند این قطعات را متلاشی کند. جریان هوادیدگی شیمیایی در مناطق خشک به ویژگی کمبود آب، بسیار کند است. همچنین دوره های طولانی کمبود آب در از بین رفتن یا کندی آبشویی(انتقال املاح به لایه های پایین) نمکهای محلول مهم است. از همین رو انباشت و تجمع نمکها با زیاد شدن تبخیر افزایش می یابد. مدت زمان کوتاه جریان هرز آب، مانع نفوذ عملی نمکها در خاک می شود(فقط مسافت کوتاهی حمل می شوند)، که غالبا به تجمع نمکها در گودیهای خاک می انجامد.

پوشش گیاهی، نقشی اساسی در جریان خاک سازی دارد؛ بدین ترتیب که ریشه ها با نفوذ در قطعه سنگهای زیرین، باعث خرد شدن تدریجی آنها می شوند و در حاصلخیزی خاک به وسیله مواد آلی، اندامهای هوایی و زیرزمینی نقش اساسی ایفاء می کنند. با وجود این، نقش پوشش گیاهی در مناطق خشک بسیار کم است؛ زیرا پراکندگی تاج و پوشش گیاهی و توسعه اندامهای هوایی در این مناطق بسیار محدود است. با این همه، سیستم ریشه غالبا از رشد و گسترش استثنایی برخوردار است و بیشترین تاثیر را بر روی خاک دارد.

جنگلیان معمولا بیشتر با خواص خاک که برای کمک به رشد درختان و بوته ها اهمیت دارند، سر و کار دارد تا سیر تکاملی پروفیل خاک و یا سیستمهای طبقه بندی خاک منطقه. برای خاک مناطق خشک، ظرفیت نگهداری آب و توان تامین مواد مغذی، بیشترین اهمیت را داراست.